1.光的干涉 (2).pptx

光的干涉 本溪市高级中学物理组 代桃仁 高考说明 光的干涉现象 双缝干涉 薄膜干涉 教材分析 光的干涉属于近代物理知识 其中一些观点和方法是学生进一步探究光的本性的基础 是本章的重点内容之一 光的干涉揭示了光的本性 波动性 而双缝干涉实验原理和现象的分析是本节课的重点教学内容 本节课的成功教学 可以使学生对光的本性有进一步认识 同时可以培养学生观察生活中的各种现象 寻找其中的物理规律的兴趣 学情分析 学生在前面已经学习了机械波的干涉的相关知识和光学的一些基本知识 已经具备了一定的分析问题 解决问题的能力 因此在本节中以引导学生从教材中发现问题 找出其解决办法 就可以让学生理解杨氏双缝干涉实验原理 通过对干涉图样的观察和分析 学生也可以发现其中的一些内容 如条纹间距与d 有关 各色光的波长不同 频率不同 还可以进一步提高学生的观察能力和分析水平 教学目标 1 知识与技能1 通过观察和描述光的双缝干涉现象 知道单色光双缝干涉条纹的特征及明 暗条纹形成的原理 2 知道产生光的干涉现象的条件 3 知道光的波长的计算公式 2 过程与方法1 通过猜想 观察实验 分析推理 得出结论的探究过程 使学生体验从光是一种波的假说到得出理论的历史过程 2 通过机械波的干涉向光的干涉迁移 经历知识同化 抽象建模的物理思维过程 3 情感 态度与价值观1 了解光的干涉现象的发现对推动光学发展的历史意义 2 体验探究自然规律的艰辛与喜悦 欣赏光现象的美妙 教学目标 重点 难点 重点 1 干涉条纹的特点 2 明 暗条纹的成因 难点 波长计算公式的理解 教学主要环节详述 知识准备 1 产生干涉的一个必要条件 2 两列振动完全相同的波产生干涉现象时 加强区和减弱区各满足什么条件 频率相同 1 加强区 x n n 0 1 2 2 减弱区 x 2n 1 2 n 0 1 2 光到底是什么 17世纪明确形成了两大对立学说 牛顿 惠更斯 微粒说 波动说 19世纪初证明了波动说的正确性 由于波动说没有数学基础以及牛顿的威望使得微粒说一直占上风 19世纪末光电效应现象使得爱因斯坦在20世纪初提出了光子说 光具有粒子性 这里的光子完全不同于牛顿所说的 微粒 问题 光是一种波吗 如何证明 干涉 衍射是波特有的现象 问题 若想观察到波的干涉现象 条件是什么 问题 怎样得到两个振动情况完全相同的光源 从S1S2出射的两列光振动情况完全相同 实验演示 双缝干涉实验 托马斯 杨 1773 1829 单色激光束 屏 1 中央亮条纹2 明暗相间3 等间距 双缝干涉图样 图样有何特征 S1 S2 双缝 光屏上何处出现亮条纹 何处出现暗条纹 小组讨论 P r PS2 PS1 r 光程差 亮纹 屏上某些点到两狭缝的路程差等于波长的整数倍 r n n 0 1 2 暗纹 屏上某些点到两狭缝的路程差等于半波长的奇数倍 r 2n 1 2 n 0 1 2 探究 影响 x的因素 探究1 d减小 其他条件不变 X如何变化 两缝间距越小 条纹间距越大 单色激光束 屏 S1 S2 双缝 X d l d 探究2 L增大 其他条件不变 X如何变化 两缝到屏的距离L大 条纹间距越大 探究3 波长增大 其他条件不变 X如何变化 亮 亮 亮 亮 L L 光的波长越大 条纹间距越大 结论 双缝的间距d越小 屏到挡板间的距离L越大 光的波长 越大则相邻两条亮条纹 或暗条纹 的间距 x越大 可以证明 利用此式 若测出条纹间距离 x 即可求光的波长 白光的干涉图样是什么样的 明暗相间的彩色条纹 中央为白色亮条纹 干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的 在每条彩色亮纹中红光总是在外侧 紫光在内侧 为什么会这样 小结 1 介绍托马斯 杨的双缝干涉2 光的干涉 1 条件 频率相同振动情况一致 2 现象 单色光 亮 暗相间的等间距条纹白光 中央为白纹的彩色光带 3 条纹间距公式 例1 在下列关于双缝干涉实验的说法中 正确的是 A 将双缝间距变小 则干涉条纹宽度增大 B 在相同条件下 紫光的干涉纹较红光干涉纹宽 C 用遮光片遮住双缝中的一条狭缝 则光屏上仅出现一条亮线 D 将红色与兰色滤光片插入两条狭缝中 然后用白光照射双缝 则屏上不会出现干涉条纹 AD 课堂练习 例2 在杨氏双缝干涉实验中 如果所用单色光波长为0 40 m 屏上P点与双缝的距离差是1 80 m 则P点处是 条纹 若还用同一装置 而换成波长为0 60 m单色光 则P点处是 条纹 填 亮 暗 亮 暗 例3 在利用双缝装置观察单色光的干涉现象时 下列说法正确的是 A 对于同一实验装置 红光产生的干涉条纹间距比紫光产生的条纹间距小B 在其它条件不变条件下 增加双缝间距离 干涉条纹变宽C 在其它条件不变条件下 增加双缝到屏的距离 干涉条纹变宽D 由于不同颜色光的波长不同 位于中央的条纹可能是明条纹 也可能是暗条纹 C 例4 用白光做双缝干涉实验时 得到彩色的干